题目内容
【题目】人类的生存离不开氧气，某校化学兴趣小组的同学在老师的指导下做了有关氧气的系列探究实验。
【探究一】某同学称取一定质量的高锰酸钾（KMnO4）放在大试管中，将温度控制在250℃加热制取氧气（O2），实验结束时，该同学发现收集到的氧气（O2）大于理论产量，针对这一现象，同学们进行了如下探究：
【提出猜想】 猜想Ⅰ：反应生成的二氧化锰（MnO2）分解放出氧气（O2）
猜想Ⅱ：反应生成的锰酸钾（K2MnO4）分解放出氧气（O2）
【实验验证】同学们分为两组，分别进行以下实验：
⑴ 第一组同学取一定质量的MnO2，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得MnO2的质量不变。则猜想_____________错误。
⑵ 第二组同学取K2MnO4在250℃条件下加热，没有用测定质量的方法得出了猜想Ⅱ正确的结论。
该组同学选择的实验方法是_____________________________。
【探究二】以下是某小组探究影响过氧化氢（H2O2）溶液反应速率部分因素的相关实验数据。
(1)通过实验①和②对比可知，化学反应速率与_______________________有关；
从实验③和④对比可知，化学反应速率与温度的关系是：__________________。
如果要证明MnO2是该反应的催化剂，还要补做2个实验
(不要写出具体步骤)：
______________________________；_________________________________。
【探究三】某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究．
已知：在空气中，温度超过40℃，白磷（化学符号为P）就可以自燃，即和氧气反应生成五氧化二磷。如图是“空气中氧气体积分数测定”实验的改进装置。主要操作：在实际容积为150mL的集气瓶里，先装进50mL的水，再按图连好仪器，按下热的玻璃棒，白磷立即被点燃。
⑴ 请写出白磷与氧气反应的文字表达式 ____________，该反应 __（填“是”或“不是”）氧化反应。
⑵白磷从燃烧到熄灭冷却的过程中，瓶内水面的变化是____________；若实验非常成功，最终集气瓶中水的体积约为_______mL．
⑶ 集气瓶里预先装进的50mL水，在实验过程中起到哪些作用？__________（填写序号，可以多选）
a．加快集气瓶冷却；
b．液封导气管末端，防止气体受热逸出；
c．缓冲集气瓶内气压的骤然升高。
【答案】 I 用一根带火星的木条伸入容器中，木条复燃。 反应物的浓度 温度越高化学反应速率越快 证明二氧化锰在反应前后质量不变 证明二氧化锰在反应前后化学性质不变 略 是 先下降后上升 70 _ABC
【解析】【探究一】【实验验证】⑴根据冷却后测得MnO2的质量不变判断；
⑵氧气的检验方法（用带火星的木条检验，看木条是否复燃，若复燃，则该气体是氧气）分析解答；
【探究二】(1)根据对比反应物的浓度，反应温度及反应时间分析解答；根据催化剂的概念分析解答；
【探究三】⑴白磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷；根据氧化反应的定义（物质和氧发生的反应叫氧化反应）判断；
⑵根据燃烧时瓶内气压的变化分析解答；根据氧气约占空气体积的五分之一分析解答；
⑶根据集气瓶中水可以使瓶内形成密闭体系分析。
解：【探究一】【实验验证】⑴第一组同学取一定质量的MnO2，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得MnO2的质量不变。则猜想I错误；
⑵ 第二组同学取K2MnO4在250℃条件下加热，没有用测定质量的方法得出了猜想Ⅱ正确的结论。
该组同学选择的实验方法是：用一根带火星的木条伸入容器中，木条复燃；
【探究二】(1) 通过实验①和②对比可知，化学反应速率与反应物的浓度有关；
从实验③和④对比可知，化学反应速率与温度的关系是：温度越高化学反应速率越快。
催化剂能改变化学反应的速度，但本身的质量和化学性质不变，故如果要证明MnO2是该反应的催化剂，还要补做2个实验：①证明二氧化锰在反应前后质量不变，②证明二氧化锰在反应前后化学性质不变；
【探究三】⑴白磷+氧气
五氧化二磷，属于氧化反应；
⑵白磷从燃烧到熄灭冷却的过程中，瓶内的压强先增大，后降低，因此瓶内水面的变化是先下降后上升；因为空气中氧气约占空气体积的五分之一，容积为150mL的集气瓶里，先装进50mL的水，，所以空气的体积是100mL，所以氧气占20mL，所以最后集气瓶中水的体积约为50mL +20mL=70mL；
⑶集气瓶里预先装进适量的水，使白磷燃烧时集气瓶内气压不会过度增大，不至于使集气瓶中气体受热膨胀而逸出，同时还可以加快集气瓶的冷却，缓冲集气瓶内气压骤然升高。故选ABC。
